例谈生活中的变阻器

孙德龙

我们知道，滑动变阻器改变电路中电流的同时也可以对电路中某一部分的电压起到控制和改变作用。那么，滑动变阻器如何起作用呢？我们可以理解为滑动变阻器的滑片将电阻丝一分为二，电流流过那部分电阻丝（如图1阴影部分）就是对电路起到控制作用的电阻丝。

由于串联电路中I1 = I2，将[I=UR]代入等式可得出[U1R1=U2R2]，则[U1U2=R1R2]，且串联电路中U = U1 + U2。因此我们可以分析出串联电路分压特点是“大阻分大压”。

例1 （2021·山东·烟台）如图2所示为某压力传感器的原理图，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的滑片P通过AB间可以伸缩的导线与电路相连，导线位于弹簧内部，当闭合开关S，压力F增大时，下列说法正确的是（）。

A.电压表V1的示数变大

B.电压表V2的示数变小

C.电压表V2的示数与电流表A的示数比值变大

D.电压表V1的示数与电流表A的示数比值变小

解析：分析电路：由于电压表的内阻很大，可以当作断路去掉，电流表内阻很小，可以当作导线，经分析可知R1、R2两个电阻串联。因此闭合开关时，电流表测整个电路的电流，电压表V1与R1并联测R1两端电压，电壓表V2与R2并联测滑动变阻器R2两端电压。

分析电流方向可知，R2的上部接入电路，当压力F增大时滑片P向下滑动，R2接入电路的电阻长度变长，阻值变大，根据串联电路分压特点“大阻分大压”可知电压表V2的示数会变大，根据串联电路电压规律U = U1 + U2可以得出电压表V1的示数变小。

由于R2接入电路的电阻变大，根据R = R1 + R2及R1不变，进一步得出电路的总电阻变大，由于电路的总电压不变，由欧姆定律[I=UR]可知电路中电流变小。

由[R=UI]可知，电压表V2的示数与电流表A的示数的比值等于R2的阻值，会变大，电压表V1的示数与电流表A的示数的比值等于R1的阻值，不会发生变化。

答案：C

[本题涉及串联电路的特点和欧姆定律的应用，解题关键是会把电压表的示数与电流表的示数的比值转化为阻值处理。][点评]

例2 （2021·湖南·湘潭）如图3是小虹设计的一种“身高测量仪”，其中滑片P将电阻丝分成上、下两部分，阻值分别为R1、R2，身高数据可通过电压表的示数来反映。测量时，身高越高（）。

A.电压表示数越小

B.电压表示数越大

C.电路中的电流越大

D.电路中的电流越小

解析：分析电路：由于电压表的内阻很大，可以当作断路去掉，因此闭合开关时，电阻被滑片分为上、下两部分R1、R2，两部分都接入电路且为串联，电压表测滑片P下方的电阻丝R2两端的电压。

当人的身高变大时，滑片向上滑动，与电压表并联的电阻R2阻值变大，根据串联电路分压特点“大阻分大压”可知电压表的示数会变大，据此得出测量仪用电压表显示身体的高度，且身高越高电压表示数越大。

此种接法R1、R2两部分电阻丝由于全部接入电路，因此电路中的总电阻不变，由于电路的总电压不变，根据欧姆定律可得电路中的电流大小不变。

答案：B

[本题是结合滑动变阻器在生活中的应用来考查动态电路分析，本题关注点是电压表接的位置在滑片上，对电路中的总电阻没有影响。][点评]

（作者单位：大连市第七十六中学）